お絵かきプログラミング
香川大学 創造工学部
情報システム・セキュリティ (CSSS) コース
香川研究室
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自己紹介
- 香川 考司 （かがわ こうじ）
香川大学 創造工学部 電子・情報工学領域
情報システム・セキュリティ (CSSS) コース担当 - 専門分野
プログラミング言語（特に 型システム）
プログラミング学習支援システム - 担当授業
『プログラミング』『オートマトン』『コンパイラ』『オブジェクト指向言語』
『プログラミング・パラダイム』『プログラミング言語意味論』など
例えると…
- コンピューター ➡ 魔法のツエ
- プログラム ➡ 呪文
- プログラミング ➡ 呪文を組み立てること
- プログラミング言語 ➡ 呪文体系
- 型システム ➡ 呪文のミスを減らす仕組み
- 学習支援システム ➡ 魔法使いの弟子養成システム
- コンパイラー ➡ 呪文体系変換装置（呪文）
ただし…
プログラムは、魔法の呪文とまったく違うところもある
（この後、それを説明します）
ところで、どこで使われている？
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| Clker-Free-Vector-Images による Pixabay からの画像 | Clker-Free-Vector-Images による Pixabay からの画像 | |
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| OpenClipart-Vectors による Pixabay からの画像 | David Stephanus による Pixabay からの画像 | Roman Ivanyshyn による Pixabay からの画像 |
コンピューターの仕組み
主に、計算する部分（CPU）と、
記憶する部分（メモリー）からなる
- CPUは、+−×÷ や
<>= などの計算をする
- 単純な計算だが一秒に何十億回も実行する
- メモリーは、いわば巨大なそろばんである
- 億や兆を超えるケタを持つ
プログラム
CPU に与える手順・指示のまとまりである
- CPU が理解できる指示は『機械語』という
- プログラムはメモリーに記録されている
（フォン＝ノイマン方式）
機械語
- メモリーの数ケタ分を一まとまりとみなす
(すごろく🎲の“マス”みたいなもの) - CPU は各マスの指示を順々に実行する
- 一つ一つの指示はとても単純である。例えば…
- メモリーのあるケタに別のケタの数を足す（引く）
- 直前の式が成り立つなら指定分マスを進む（戻る）
プログラムの組立て
プログラムの組立ての基本は 順次・反復・分岐の 3 つである。 これだけあれば“何でも”できる
- 順次 ⋯ いくつかの処理を、順に一つずつ実行していく
- 反復 ⋯ 同じ処理をくり返す
- 分岐 ⋯ 条件が成り立つかどうかによって、処理を選ぶ
プログラミング言語
機械語で大きなプログラムを作るのは難しい。
そこで…
- 人にわかりやすい体系（プログラミング言語）でプログラムを作って機械語に翻訳する
- 指示のまとまりを部品化することで、さらに複雑な指示を組み立てられる
部品化の考え方の違いによって、たくさんのプログラミング言語がある
ポイント
コンピューターは、一つ一つは単純な指示を、 何億回・何兆回⋯でも疲れずくりかえす
- たくさん覚えて忘れない、速くて間違えない、
『常識』は持ち合わせていない。つまり人間が指示を間違えると、間違ったまま実行する。
- プログラムはとても長い
うまく部品化することで、大規模・複雑なプログラムを組み立てることができる